Atome : Noyau et électrons - Cours
Structure de l'atome
De manière simple, on considère qu'un atome est constitué d'un noyau autour duquel gravite(nt) un ou plusieurs électrons.
Le noyau
Le noyau se trouve au centre de l'atome. Sa taille est environ 100 000 fois plus petit que la taille de l'atome (Si l'atome avait pour diamètre la longueur d'une terrain de football, c'est à dire 100m, alors le diamètre du noyau serait de 1mm.
Le noyau est chargé positivement.
Tous les atomes n'ont pas le même noyau. La charge électrique et la masse du noyau diffèrent selon l'atome considéré.
La masse d'un atome est concentrée dans son noyau car la masse de l'électron est environ 2 000 fois plus petite que celle du noyau.
L'électron
Les électrons sont tous identiques. Ils tournent autour du noyau à très grande vitesse sur des trajectoires aléatoires (même si la représentation des trajectoires d'un atome se fait généralement à l'aide d'ellipses).
Chaque électron porte une charge électrique négative élémentaire notée "e" (il s'agit de la plus petite charge connue).
Chaque type d'atome est caractérisé par son nombre d'électrons (Tous les atomes d'oxygène possèdent 8 électrons et tous les atomes de carbone possèdent 6 électrons).
Dans le modèle actuel de l'atome, toutes les positions possibles des électrons autour du noyau forment le cortège électronique.
Dans le modèle actuel de l'atome, toutes les positions possibles des électrons autour du noyau forment le cortège électronique.
La charge électrique de l'atome
Un atome est électriquement neutre. C'est à dire qu'il n'est ni de charge positive ni de charge négative.
Le nombre de charges positives portées par le noyau est égal au nombre de charges négatives portées par les électrons.
La charge positive du noyau est opposée à l'ensemble des charges négatives des électrons.
La structure des principaux atomes
| Atome | Symbole | Nombre d'électrons | Nombre de charges positives du noyau |
|---|---|---|---|
| hydrogène | H | 1 | 1 |
| carbone | C | 6 | 6 |
| oxygène | O | 8 | 8 |
| aluminium | Al | 13 | 13 |
| chlore | Cl | 17 | 17 |
| fer | Fe | 26 | 26 |
| cuivre | Cu | 29 | 29 |
| zinc | Zn | 30 | 30 |
Les ions
Un ion est composé d'un atome ou d'un groupe d'atome ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons.
Un ion est donc une particule chargée électriquement.
Un ion est donc une particule chargée électriquement.
Les ions positifs
Un ion positif, appelé aussi cation, est constitué d'un atome ou d'un groupe d'atomes ayant perdu un, deux ou trois électrons.L'ion positif possède un défaut d'électrons.
L'ion est alors noté avec le symbole de la particule et la charge positive de l'ion. Par exemple, l'ion Fer (II) provient d'un atome de Fer qui a perdu deux électrons. Il possède toujours 26 charges positives dans son noyau mais le nuage électronique ne comporte plus que 24 électrons soit 24 charges négatives. Il se note Fe2+.
Les ions négatifs
Un ion négatif, appelé aussi anion, est constitué d'un atome ou d'un groupe d'atomes ayant gagné un, deux ou trois électrons.L'ion négatif possède un excès d'électrons.
L'ion est alors noté avec le symbole de la particule et la charge négative de l'ion. Par exemple, l'ion chlorure provient d'un atome de chlore (Cl) qui a gagné un électron. Il possède toujours 17 charges positives dans son noyau mais le nuage électronique comporte 18 électrons soit une 18 charges négatives. Il se note Cl-.
La structure des principaux ions
Il existe deux structures d'ions :- Les ions monoatomiques formés à partir d'un seul atome (exemple : ion Cholrure Cl- ou l'ion Fer (II) Fe2+)
- Les ions polyatomiques formés à partir d'un groupe d'atome (exemple : ion permanganate MnO4- ou l'ion sulfate SO42-)
| Nom de l'ion | Formule |
|---|---|
| Ion aluminium | Al3+ |
| Ion cuivre (II) | Cu2+ |
| Ion fer (II) | Fe2+ |
| Ion fer (III) | Fe3+ |
| Ion sodium | Na+ |
| Ion hydrogène | H+ |
| Ion zinc | Zn2+ |
| Ion argent | Ag+ |
| Ion chlorure | Cl- |
| Ion hydroxyde | HO- |
| Ion permanganate | MnO4- |
| Ion sulfate | SO42- |
| Ion nitrate | NO3- |
| Ion carbonate | CO32- |
| Ion hydrogénocarbonate | HCO3- |